Codificación de subbanda
En el procesamiento de señales , la codificación de subbanda ( SBC ) es cualquier forma de codificación de transformación que divide una señal en varias bandas de frecuencia diferentes , generalmente mediante el uso de una transformada rápida de Fourier , y codifica cada una de ellas de forma independiente. Esta descomposición suele ser el primer paso en la compresión de datos para señales de audio y video.
La forma más sencilla de codificar digitalmente señales de audio es la modulación de código de pulso (PCM), que se utiliza en CD de audio , grabaciones DAT , etc. La digitalización transforma las señales continuas en señales discretas mediante el muestreo de la amplitud de una señal a intervalos uniformes y redondeando al valor más cercano representable con el número de bits disponible . Este proceso es fundamentalmente inexacto e involucra dos errores: error de discretización , del muestreo a intervalos, y error de cuantificación , del redondeo.
Cuantos más bits se utilicen para representar cada muestra, más fina será la granularidad en la representación digital y, por lo tanto, menor será el error de cuantificación. Dichos errores de cuantificación pueden considerarse como un tipo de ruido, porque son efectivamente la diferencia entre la fuente original y su representación binaria. Con PCM, los efectos audibles de estos errores se pueden mitigar con interpolación y utilizando suficientes bits para garantizar que el ruido sea lo suficientemente bajo como para enmascararlo por la propia señal o por otras fuentes de ruido. Es posible una señal de alta calidad, pero a costa de una alta tasa de bits (por ejemplo, más de 700 kbit/s).para un canal de CD de audio). En efecto, se desperdician muchos bits en la codificación de partes enmascaradas de la señal porque PCM no hace suposiciones sobre cómo escucha el oído humano.
Las técnicas de codificación reducen la tasa de bits al explotar las características conocidas del sistema auditivo. Un método clásico es PCM no lineal, como el algoritmo de ley μ . Las señales pequeñas se digitalizan con una granularidad más fina que las grandes; el efecto es agregar ruido que es proporcional a la intensidad de la señal. El formato de archivo Au de Sun para sonido es un ejemplo popular de codificación de ley mu. El uso de la codificación mu-law de 8 bits reduciría la tasa de bits por canal del audio del CD a unos 350 kbit/s, la mitad de la tasa estándar. Debido a que este método simple solo aprovecha mínimamente los efectos de enmascaramiento, produce resultados que a menudo son perceptiblemente inferiores en comparación con el original.
La utilidad de SBC quizás se ilustre mejor con un ejemplo específico. Cuando se utiliza para la compresión de audio, SBC explota el enmascaramiento auditivo en el sistema auditivo . Los oídos humanos normalmente son sensibles a una amplia gama de frecuencias, pero cuando una señal lo suficientemente fuerte está presente en una frecuencia, el oído no escuchará señales más débiles en frecuencias cercanas. Decimos que la señal más fuerte enmascara a las más suaves.
La idea básica de SBC es permitir una reducción de datos descartando información sobre frecuencias que están enmascaradas. El resultado difiere de la señal original, pero si la información descartada se elige con cuidado, la diferencia no será perceptible o, lo que es más importante, objetable.
